IC芯片封装流程

IntroductionofICAssemblyProcess

IC封装工艺简介FOL–BackGrinding背面减薄Taping粘胶带BackGrinding磨片De-Taping去胶带将从晶圆厂出来的Wafer进行背面研磨，来减薄晶圆达到

封装需要的厚度（8mils~10mils）；磨片时，需要在正面（ActiveArea）贴胶带保护电路区域

同时研磨背面。研磨之后，去除胶带，测量厚度；FOL–WaferSaw晶圆切割WaferMount晶圆安装WaferSaw晶圆切割WaferWash清洗将晶圆粘贴在蓝膜（Mylar）上，使得即使被切割开后，不会散落；通过SawBlade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，方便后面的

DieAttach等工序；WaferWash主要清洗Saw时候产生的各种粉尘，清洁Wafer；FOL–WaferSaw晶圆切割WaferSawMachineSawBlade(切割刀片)：LifeTime：900~1500M；

SpindlierSpeed：30~50Krpm：FeedSpeed：30~50/s;FOL–2ndOpticalInspection二光检查主要是针对WaferSaw之后在显微镜下进行Wafer的外观检查，是否有出现废品。ChippingDie

崩边FOL–DieAttach芯片粘接WriteEpoxy点银浆DieAttach芯片粘接EpoxyCure银浆固化EpoxyStorage：

零下50度存放；EpoxyAging：

使用之前回温，除去气泡；EpoxyWriting：

点银浆于L/F的Pad上，Pattern可选；FOL–DieAttach芯片粘接芯片拾取过程：

1、EjectorPin从wafer下方的Mylar顶起芯片，使之便于

脱离蓝膜；

2、Collect/Pickuphead从上方吸起芯片，完成从Wafer

到L/F的运输过程；

3、Collect以一定的力将芯片Bond在点有银浆的L/F

的Pad上，具体位置可控；

4、BondHeadResolution：

X-0.2um；Y-0.5um；Z-1.25um；

5、BondHeadSpeed：1.3m/s；FOL–DieAttach芯片粘接EpoxyWrite：

Coverage>75%;DieAttach：

Placement<0.05mm;FOL–EpoxyCure银浆固化银浆固化：175°C，1个小时；

N2环境，防止氧化：DieAttach质量检查：DieShear（芯片剪切力）FOL–WireBonding引线焊接利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把Pad

和Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接

点，Lead是LeadFrame上的连接点。

W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。FOL–WireBonding引线焊接KeyWords：Capillary：陶瓷劈刀。W/B工艺中最核心的一个BondingTool，内部为空心，中间穿上金线，并分别在芯片的Pad和LeadFrame的Lead上形成第一和第二焊点；EFO：打火杆。用于在形成第一焊点时的烧球。打火杆打火形成高温，将外露于Capillary前端的金线高温熔化成球形，以便在Pad上形成第一焊点（BondBall）；BondBall：第一焊点。指金线在Cap的作用下，在Pad上形成的焊接点，一般为一个球形；Wedge：第二焊点。指金线在Cap的作用下，在LeadFrame上形成的焊接点，一般为月牙形（或者鱼尾形）；W/B四要素：压力（Force）、超声（USGPower）、时间（Time）、温度（Temperature）；FOL–WireBonding引线焊接陶瓷的Capillary内穿金线，并且在EFO的作用下，高温烧球；金线在Cap施加的一定压力和超声的作用下，形成BondBall；金线在Cap施加的一定压力作用下，形成Wedge；FOL–WireBonding引线焊接利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把Pad

和Lead通过焊接的方法连接起来。Pad是芯片上电路的外接

点，Lead是LeadFrame上的连接点。

W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。FOL–WireBonding引线焊接EFO打火杆在磁嘴前烧球Cap下降到芯片的Pad上，加Force和Power形成第一焊点Cap牵引金线上升Cap运动轨迹形成良好的WireLoopCap下降到LeadFrame形成焊接Cap侧向划开，将金线切断，形成鱼尾Cap上提，完成一次动作FOL–WireBonding引线焊接WireBond的质量控制：WirePull、StitchPull（金线颈部和尾部拉力）BallShear（金球推力）WireLoop（金线弧高）BallThickness（金球厚度）CraterTest（弹坑测试）Intermetallic（金属间化合物测试）SizeThicknessFOL–3rdOpticalInspection三光检查检查DieAttach和WireBond之后有无各种废品EOL–EndofLine后段工艺Molding注塑EOLLaserMark激光打字PMC高温固化De-flash/Plating去溢料/电镀Trim/Form切筋/成型4thOptical第四道光检Annealing电镀退火Note：JustForTSSOP/SOIC/QFPpackageEOL–Molding（注塑）为了防止外部环境的冲击，利用EMC

把WireBonding完成后的产品封装起

来的过程，并需要加热硬化。BeforeMoldingAfterMoldingEOL–Molding（注塑）MoldingTool（模具）EMC（塑封料）为黑色块状，低温存储，使用前需先回温。其特

性为：在高温下先处于熔融状态，然后会逐渐硬化，最终成型。Molding参数：

MoldingTemp：175~185°C；ClampPressure：3000~4000N；

TransferPressure：1000~1500Psi；TransferTime：5~15s；

CureTime：60~120s；CavityL/FL/FEOL–Molding（注塑）MoldingCycle-L/F置于模具中，每个Die位于Cavity中，模具合模。-块状EMC放入模具孔中-高温下，EMC开始熔化，顺着轨道流向Cavity中-从底部开始，逐渐覆盖芯片-完全覆盖包裹完毕，成型固化EOL皂–L舟ase瓜rM麦ark（激光窃打字）在产品（Pack宁age）的正面足或者背面为激光刻字诞。内容有备：产品名池称，生产敲日期，生灵产批次等醉；Befo剃reAft毒erEOL灶–P缸ost零Mo与ld递Cur翁e（模后固床化）用于Mol恨din者g后塑封敲料的固冈化，保弃护IC内部结构件，消除内播部应力。Cure服Tem挥p：175握+/-揭5°C；Cur陆eT拣ime：8HrsESP腿EC爬Ove笔n4hr少sEOL救–D卫e-f驾las纹h（去溢倦料）Befo触reAfte制r目的：De-械fla妨sh的目的泽在于去纲除Mold骑ing后在管奶体周围Lead之间知多咬余的溢榆料；山方法：芦弱酸浸杀泡，高慌压水冲叼洗；EOL援–P搅lat椅ing（电镀）Bef接ore个Pl棒ati如ngAft协er键Pla画tin若g利用金属准和化学的敞方法，在Lead戏fram竟e的表面佩镀上一近层镀层市，以防扯止外界锹环境的屋影响（载潮湿桌和棚热）。测并且使京元器件励在PCB板上容易灾焊接及盆提高导填电性。电镀一般氧有两种类庸型：Pb-F旷ree：无铅规电镀，楼采用的棍是>99.量95%的高纯歪度的锡尖（Tin），为青目前普姑遍采用驰的技术启，符合Roh顷s的要求创；Tin沉-Le斑ad：铅锡传合金。Tin占85%，Lea上d占15%，由于不狠符合Roh缺s，目前基担本被淘汰爸；EOL–皂Pos垮tAn棉neal再ing镇Bake（电镀退荒火）目的：派让无铅电挤镀后的产年品在高温歼下烘烤一些段时间，墨目的在于泄消除电奥镀层潜在枯的晶须生未长（Whis脖ker病Grow兔th）的问题;条件：150+呆/-5C撤;2H即rs；晶须晶须，窝又叫Whi食ske局r，是指锡亦在长时间像的潮湿环汤境和温度务变化环境吩下生长出颤的一种须组状晶体，甚可能导致洗产品引脚旋的短路。EOL己–T立rim瓦&Fo护rm（切筋成太型）Trim：将一条腐片的Lead迹Fra扣me切割成单塑独的Uni躁t（IC）的过极程；Form：对Trim后的IC产品进唐行引脚聋成型，升达到工鞋艺需要器求的形尼状，仙并放确置进Tube或者Tra痰y盘中；EOL–筝Tri期m&Fo崇rm（切筋成佳型）Cutt脸ing忽Tool惰&Form金ing吸Punc悠hCutt泪ing乒DieStri禽pper车PadForm供ing脉Die1234EOL陈–F博ina孤lV乳isu谈al持Ins虽pec记tio蹈n（第四祖道光检潜）Fin圈al敞Vis丽ual冈In蜂spe痰cti太on-晃FVI在低倍放促大镜下，受对产品外塞观进行检肿查。主要眼针对EOL工艺可能套产生的废终品：例如Mol罗din新g缺陷，电种镀缺陷和Tri筒m/F践orm缺陷等；ICP涛roce盗ssF品lowCus肃tom炊er客军户IC周Des滚ignIC设计Waf夫er俊Fab晶圆制茧造Wafe托rPr拨obe晶圆测驴试Asse资mbly贵&Te梅stIC封装测试SMTIC组装IC溪Pac摄kag俘e（IC的封装形娃式）Pack谋age-凭-封装体：指芯片缓（Die）和不同孙类型的框虏架（L/F）和塑封绍料（EMC）形成的瞧不同外形纠的封装体桶。ICP赚acka附ge种类很姿多，可帅以按以稼下标准导分类：按封装旨材料划互分为：金属封稀装、陶档瓷封装贪、塑料羞封装按照和PCB板连接方现式分为：PTH封装和SMT封装按照封装默外型可分垃为：SOT、SOIC、TSS颂OP、QFN、QFP、BGA、CSP等；IC吊Pac救kag昏e（IC的封装形扁式）按封装材渴料划分为述：金属封装陶瓷封装塑料封孕装金属封歌装主要枝用于军心工或航渐天技术驾，无商碧业化产馆品；陶瓷封格装优于阴金属封德装，也予用于军淹事产品欠，占少魄量商业环化市场扬；塑料封装翠用于消费惑电子，因初为其成本考低，工艺正简单，可局靠性高而弱占有绝大仔部分的市粪场份额；IC昏Pac松kag纱e（IC的封装形洽式）按与PCB板的连婆接方式扛划分为笛：PTHSMTPTH-斧Pin农Thro抵ugh北Hole度,通孔式爪；SMT盈-Su丢rfa管ce居Mou辣nt产Tec沉hno俯log劣y，表面贴恭装式。目前市面瓣上大部分IC均采为SMT式的SMTICP凑acka晋ge（IC的封装形仔式）按封装外会型可分为顽：SOT、QFN、SOIC、TSS看OP、QFP、BGA、CSP等；决定封装许形式的两抵个关键因托素:封装效确率。芯碗片面积/封装面楚积，尽确量接近1:1；引脚数腊。引脚缴数越多单，越高胡级，但武是工艺利难度也倚相应增石加；其中，CSP由于采用切了Flip伏Chi剖p技术和裸愤片封装，紫达到了料芯片面凤积/封装面逗积=1:1，为目奶前最高疏级的技猎术；封装形边式和工姓艺逐步剪高级和也复杂IC鬼Pac邻kag歉e（IC的封装僻形式）QFN烟—Qu报ad凳Fla鼻tN喇o-l晨ead读Pa谁cka屡ge四方无齐引脚扁暑平封装SOIC生—Sma拐llO趣utli珠neI瞎C小外形IC封装TSS宽OP—奔Thi绍nS热mal乡丰l桨Shr货ink酸Ou王tli菠ne误Pac绞kag范e薄小外庆形封装QFP厉—Qu猪ad驱Fla房诚tP岁ack滔age四方引查脚扁平凉式封装BGA—写Ball刚Gri族dAr都ray罩Pack利age球栅阵敢列式封鱼装CSP晶—Ch墙ip结Sca牲le葬Pac微kag黄e芯片尺寸壮级封装IC味Pac息kag暂eS段tru陈ctu贞re（IC结构图）TOP汪VIEWSID误EV援IEWLead淋Fra浊me引线框龙架Gold庄Wir庄e金线Die肉Pa贼d芯片焊受盘Epo薯xy银浆Mold住Com廉poun向d环氧树脂Raw抄Mate盐rial予in答Asse战mbly棚(封装原材惜料)【Wa较fer鸣】晶圆……Raw并Ma孟ter卵ial巧in冈As武sem台bly彩(封装原喊材料)【Lea着dFr萄ame】引线框架提供电路刮连接和Die的固定作感用；主要材味料为铜企，会在塔上面进唤行镀银盐、NiP即dAu等材料晋；L/F的制程有Etc伸h和Sta松mp两种；易氧化，孕存放于氮肝气柜中，凑湿度小纽奉于40%R素H;除了BGA和CSP外，其非他Pack渣age都会采听用Lea慕dF进ram或e，BGA采用的长是Sub滋str搜ate；Raw捐Mate杯rial吃in慎Asse漫mbly泛(封装原缠材料)【Gol挺dWi酱re】焊接金线实现芯顶片和外答部引线馋框架的乒电性和准物咏理看连接；金线采挖用的是99.劣99%的高纯度篇金；同时，出赚于成本考飘虑，目前章有采用铜迹线和铝线彼工艺的。恋优点是成昏本降低，棉同话时工艺难护度加大，迷良率降低胁；线径决跟定可传竿导的电闪流；0.8翼mil，1.0m到il，1.3m奔ils，1.5殊mil固s和2.0律mil袖s；Raw耳Ma焰ter立ial听in揭As贱sem挤bly夕(封装原材很料)【Mo浓ld脂Com尊pou奥nd】塑封料/环氧树抬脂主要成锣分为：彼环氧树掠脂及各脏种添加初剂（固将化剂，演改性剂娇，脱怠模剂，云染色剂数，阻燃狠剂等）睁；主要功菌能为：叶在熔融绿状态下发将Die和Lead就Fra舞me包裹起巧来，腹提供物阵理和电储气保护舱，防止捷外界干锦扰；存放条件改：零下5°保存，常疲温下需回献温24小时；Raw菌Ma膜ter信ial秆in什As标sem拒bly券(封装原材抄料)成分为环厚